來自德克薩斯大學和亞利桑那大學的天文學家在非常早期的宇宙中已知的最極端的星系之一發現了一個快速增長的黑洞。該星系和其中心的黑洞的發現為最早的超大質量黑洞的形成提供了新的線索。這項新工作發表在《皇家天文學會月報》上。

通過使用阿塔卡馬大型毫米陣列（ALMA）–一個位於智利的射電天文台–進行的觀測，研究小組確定，包含這個新的超大質量黑洞的星系名為COS-87259，它非常狂暴而極端，形成恆星的速度是我們銀河系的1000倍，並且包含價值超過10億太陽質量的星際塵埃。這個星係因這種強烈的恆星形成的爆發和其中心不斷增長的超大質量黑洞而閃閃發光。

這個黑洞被認為是一種新型的原始黑洞–一個被宇宙”塵埃”嚴重籠罩的黑洞，導致其幾乎所有的光都是在電磁波譜的中紅外範圍內發射出來的。研究人員還發現，這個不斷增長的超大質量黑洞（經常被稱為活躍的星系核）正在產生一股強大的物質噴流，以接近光速的速度穿過宿主星系。

今天，質量比我們的太陽大幾百萬到幾十億倍的黑洞位於幾乎所有星系的中心。這些超大質量黑洞最初是如何形成的對科學家來說仍然是一個謎，特別是因為其中幾個物體是在宇宙非常年輕時發現的。由於來自這些光源的光線需要很長時間才能到達我們身邊，所以我們看到的是它們過去存在的樣子；在這種情況下，大爆炸後僅僅7.5億年，大約是目前宇宙年齡的5%。

這個新物體特別令人吃驚的是，它是在通常用於探測類似物體的相對較小的天空中被發現的，不到滿月的10倍，這表明在非常早期的宇宙中可能有成千上萬的類似來源。這完全出乎以前數據的預料。

這個系統由一對星系組成，被稱為IC 694和NGC 3690，它們在大約7億年前進行了一次親密接觸。作為這種互動的結果，該系統經歷了一場激烈的恆星形成的爆發。在過去的15年裡，有6顆超新星在銀河系的外圍爆炸，使這個系統成為一個傑出的超新星工廠。資料來源：NASA、ESA、哈勃遺產小組（STSCI/AURA）-ESA/哈勃合作組織和A.Evans（弗吉尼亞大學，夏洛茨維爾/NRAO/斯通溪大學）

在非常早期的宇宙中，我們所知道的唯一另一類超大質量黑洞是類星體，它們是活躍的黑洞，相對來說不受宇宙塵埃的遮蔽。這些類星體在與COS-87259相似的距離上極為罕見，在整個天空中只有幾十顆。COS-87259及其黑洞的驚人發現提出了關於非常早期的超大質量黑洞的豐度，以及它們通常形成的星系類型的幾個問題。

論文的主要作者、現在是德克薩斯大學奧斯汀分校的博士後Ryan Endsley說：”這些結果表明，非常早期的超大質量黑洞經常被塵埃嚴重遮蔽，這也許是它們的宿主星系中強烈的恆星形成活動的結果。這是其他人幾年來一直在預測的事情，看到第一個支持這種情況的直接觀測證據真的很令人興奮。”

類似的天體類型已經在更局部的現今宇宙中被發現，如上圖所示的Arp 299。在這個系統中，兩個星系撞在一起，產生了強烈的星爆，以及兩個星系中的一個正在成長的超大質量黑洞的嚴重遮蔽。

恩德斯利補充說：”雖然沒有人預料到會在非常早期的宇宙中發現這種天體，但它的發現使我們朝著更好地理解億萬太陽質量的黑洞是如何在宇宙壽命的早期形成的，以及最大質量的星係是如何首先演化的方向邁出了一步。”